Análise e otimização geométrica do coletor de admissão do motor E.torQ 1.6

Abstract

O aprimoramento da performance de um motor de combustão interna automobilístico, tem se tornado a cada dia um fator mais requisitado durante o desenvolvimento de novos motores. Portanto, o projeto de um sistema de admissão de ar que possibilite a obtenção de uma maior eficiência volumétrica, e consequentemente proporcione melhores valores de torque e potência sob determinadas velocidades de rotação do motor, torna-se extremamente necessário. Neste trabalho, foram realizadas análises e otimizações da geometria do coletor de admissão do motor Fiat E.torQ 1.6L 16v aspirado, utilizando o software GT-POWER que aplica a tecnologia CFD 1D. Para isto, foram feitas modificações estruturais na modelagem do motor E.torQ 1.6L 16v Turbo, já validado experimentalmente, convertendo-o no motor E.torQ 1.6L 16v aspirado. Posteriormente, foi efetuado o processo de otimização pelo método de Brent, onde foram calculados os comprimentos dos runners do coletor de admissão que proporcionam a máxima eficiência volumétrica ao motor, em cada velocidade de rotação determinada entre 1000 e 6000 RPM. Este método de otimização é considerado confiável e rápido, pois correlaciona os métodos de Interpolação Parabólica e o Golden-Section Search. A partir da obtenção dos comprimentos de runners otimizados, foi possível simular o motor operando com o coletor de admissão parametrizado com cada um destes comprimentos de runner. Através da sobreposição das curvas de eficiência volumétrica em função da velocidade de rotação, de todos os casos simulados, e analisando a tendência de crescimento e decrescimento das curvas, vê-se que quanto menor o comprimento de runner a eficiência volumétrica tende a ser máxima quando o motor está sob maiores velocidades de rotação. Baseando-se no comportamento das curvas eficiência volumétrica, foram propostas duas configurações de coletor de admissão de geometria variável. Os resultados do desempenho do motor operando com cada uma das propostas de coletor de admissão de geometria variável, mostraram que o motor pode empregar maiores valores de eficiência volumétrica, torque, potência efetiva e BSFC sob determinadas condições de velocidade.